01 - Doutorado - Física
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Item Aplicação de materiais com luminescência deslocada para menores energias em dispositivos fotovoltaicos orgânicos de P3HT: PCBMFernandes, Ricardo Vignoto; Laureto, Edson [Orientador]; Duarte, José Leonil; Silva, Marco Aurélio Toledo da; Lourenço, Sidney Alves; Olivati, Clarissa de AlmeidaResumo: Nas últimas décadas houve um grande aumento na pesquisa em dispositivos fotovoltaicos orgânicos, principalmente por proporcionarem uma alternativa de baixo custo para geração de energia elétrica Entretanto, ao comparar células solares orgânicas com as inorgânicas mais tradicionais, é visto que a eficiência e a durabilidade ainda deixam a desejar O objetivo desta tese é utilizar uma camada que contenha materiais luminescentes para aumentar a eficiência e a durabilidade de dispositivos fotovoltaicos orgânicos, através de um processo puramente óptico baseado no efeito de deslocamento da fotoluminescência (PL) para menores energias – do inglês luminescence down-shifting effect (LDS) Os materiais luminescentes, tanto individualmente quanto misturados, foram dispersos em uma matriz polimérica de PMMA, a qual é opticamente inerte para comprimentos de onda maiores que 3 nm A escolha dos materiais foi baseada na posição de seus espectros de absorbância e de PL, considerando a curva de eficiência quântica externa (EQE) do dispositivo Em um primeiro momento, o uso de camadas contendo misturas de materiais luminescentes levaram a um aumento relativo de aproximadamente 6% no tempo de vida da célula fotovoltaica, sem no entanto produzir um aumento significativo na eficiência da mesma Foi então realizado um trabalho experimental de variação dos parâmetros de produção das camadas luminescentes, no sentido de aprimorar suas propriedades ópticas visando ao aumento da eficiência dos dispositivos Com isso, foi possível obter uma camada que proporcionou um aumento relativo de 2% na densidade de corrente de curto circuito produzida pela célula, um resultado bastante satisfatório quando comparado com trabalhos anterioresItem Molecular mobility of crude oils via electron paramagnetic resonance of organic free radicalsKhan, Alamzeb; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Piccinato, Marilene Turini; Salviato, Aroldo; Vicentin, Bruno Luiz Santana; Valezi, Daniel FarinhaItem O escalar de curvatura de Ricci e a energia elástica livre de uma amostra nemáticaBertolino, Willyan Henrique Pontim; Simões Filho, Manuel [Orientador]; Pazetti, Márcio; Domiciano, Sandra Mara; Braga, Wladimir Sérgio; Ferreira, Marcello CostaResumo: A descrição da elasticidade dos cristais líquidos nemáticos uniaxiais pela teoria do contínuo é feita pela energia livre de Frank Nesta tese será mostrado que alguns de seus termos podem ser determinados pelo escalar de curvatura de Ricci associada à variedade diferencial determinada pelo campo diretor da amostra O resultado foi obtido partindo de um modelo geométrico onde uma métrica foi construída para descrever a anisotropia observada nas medidas físicas e, a partir dessa métrica, obtém-se o tensor de curvatura e o escalar de curvatura de Ricci, R Através de uma comparação de R com a energia livre de Frank, a energia elástica livre será expressa em duas partes, uma contendo os termos de twist, saddle-splay e splay-bend, que podem ser expressados em termos de R e outra contendo os termos de splay e bend que não estão contidos em R Será mostrado também que os termos de splay e bend não aparecem em R porque suas geometrias são intrinsecamente planas, ou seja, de curvatura nulaItem Estudo das propriedades ópticas e eletrônicas de novas blendas poliméricas e híbridas para confecção de WOLEDsRenzi, Wesley; Duarte, José Leonil [Orientador]; Faria, Roberto Mendonça; Silva, Marco Aurélio Toledo da; Laureto, Edson; Santana, Henrique deResumo: Os dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) tem atraído cada vez mais a atenção tanto da comunidade científica quanto da indústria, nos últimos anos A proposta de se criar um dispositivo flexível, de alta eficiência e baixo custo de produção, instigou um aumento nas pesquisas por novos materiais e misturas (blendas) para confecção de OLEDs, em particular, os que apresentam emissão branca (WOLEDs) Nesta tese estudamos as propriedades ópticas e eletrônicas de diferentes blendas e, posteriormente, confeccionamos OLEDs a partir das mesmas, visando a obtenção de emissão branca Para tal, os resultados obtidos nesta tese são apresentados em três seções: caracterização dos compostos e das blendas de PFO e P3OT, e das blendas híbridas de PFO:CdSe(ZnS):P3OT, e confecção de dispositivos com estas blendas; caracterização dos compostos, blendas binárias e ternárias envolvendo PDHF, LaPPS 4 e Ir(MDQ)2(acac), e confecção de dispositivos a partir das blendas ternárias; caracterização óptica e estrutural do copolímero TFB por meio de simulações computacionais (DFT) e experimentação, comparando a qualidade dos resultados obtidos nas simulações Ao estudar as blendas de PFO:P3OT, nos deparamos com uma emissão intermediária (verde), extrínseca à emissão obtida dos filmes separados de PFO (azul) e P3OT (vermelha) Esta emissão inesperada fez com que as blendas de PFO:P3OT apresentassem emissão ao longo de todo o espectro visível, nos instigando a confeccionar OLEDs que pudessem apresentar emissão branca Buscando explicar a origem da emissão intermediária, e assim controlar sua emissão, realizamos um estudo aprofundado sobre estas blendas, caracterizando sua absorção, fotoluminescência, tempo de decaimento de emissão, microscopia confocal, dentre outras técnicas Posterior à caracterização óptica, confeccionamos dispositivos de PFO:P3OT cuja emissão branca não foi satisfatória devido à falta de uma emissão verde mais acentuada Para contornar esta ausência foram então confeccionados novos dispositivos, agora com a blenda híbrida de PFO:CdSe(ZnS):P3OT, utilizando os pontos quânticos de CdSe(ZnS) com emissão na região do verde, possibilitando chegar a dispositivos com emissão branca estável e que operam em baixas potências O próximo conjunto de materiais estudado era constituído pelos polímeros PDHF e LaPPS 4, e uma pequena molécula de Ir(MDQ)2(acac) Realizamos as caracterizações ópticas dos materiais e investigamos a transferência de energia entre cada blenda binária Após aprender mais sobre os mecanismos de transferência de energia envolvidos, confeccionamos OLEDs de blendas ternárias de PDHF:LaPPS 4:Ir(MDQ)2(acac), com emissão branca Por fim, visto a grande aplicabilidade do copolímero TFB na confecção dos dispositivos e a pequena quantidade de trabalhos que versam sobre sua caracterização óptica, optamos por estudá-lo mediante diferentes técnicas experimentais, e ainda, utilizar os métodos computacionais como ferramenta auxiliar na caracterização de suas propriedades Com essa finalidade, realizamos simulações de DFT para determinar as propriedades vibracionais do TFB sendo seus resultados utilizados na reconstrução do espectro de emissão do composto Os resultados obtidos via DFT e experimentalmente foram comparados de forma a demonstrar a qualidade dos métodos computacionais Os objetivos foram cumpridos, e os resultados alcançados se mostraram promissores e pertinentes para aplicações em larga escalaItem Estudo de propriedades estruturais, morfológicas e magnéticas de a-FeOOHValezi, Daniel Farinha; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Paesano Junior, Andréa; Melo, Maurício A. Custódio de; Pöttker, Walmir Eno; Urbano, Alexandre; Piccinato, Marilene Turini [Coorientadora]Resumo: A presente tese mostra o estudo de propriedades magnéticas, mais especi?camente a presença de componente magnética e ?utuações magnéticas, de um material antiferromagnético (AFM), a-FeOOH (goethita), relacionando tais efeitos com características estruturais do material Foram estudadas diferentes amostras de goethita, antes e após tratamento térmico As amostras foram sintetizadas de formas distintas, de modo a gerar compostos com diferentes graus de concentração de defeitos e imperfeições na estrutura Os resultados de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) mostraram que, a amostra que foi sintetizada de forma mais suscetível à presença de defeitos e imperfeições (amostra GC), apresentou uma área sob o sinal de RPE aproximadamente 2 vezes maior, em relação à amostra preparada visando uma menor incidência de defeitos (amostra GD) As análises dos resultados de Magnetometria mostraram a presença de uma componente magnética nas curvas de MxH em baixas temperaturas da amostra GC, além de ?utuações magnéticas nas curvas MxT Os experimentos com as amostras tratadas termicamente, a 15oC por um e sete dias, mostraram uma diminuição na quantidade de spins que contribuem para o sinal de RPE, diminuição das ?utuações magnéticas observados nas curvas MxT, e aumento de cristalinidade do material conforme observado pelos resultados de Espectroscopia Mössbauer Diferentes modelos propostos na literatura foram relacionados e comparados às análises do presente trabalho Levando em conta os resultados citados, além de resultados de Termogravimetria (TG), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET), foi mostrado que, para o caso das amostras estudadas, os modelos mais adequados para descrever o comportamento do material são os modelos do Superferromagnetismo e o modelo de Ordenamento de Clusters Dessa forma, os resultados citados de RPE e Magnetometria, foram atribuídos à descasamentos magnéticos ocorridos na estrutura AFM, que são muito mais presentes na amostra GC Os resultados das amostras tratadas foram relacionados a um aumento da interação de Exchange entre grãos, que formam as partículas, o que diminui assim a quantidade de spins descasados e privilegia o arranjo AntiferromagnéticoItem Influência da ciclagem eletroquímica nas propriedades eletrocrômicas de eletrodos de filmes finos de óxido de titânio amorfoAmorin, Larissa da Silva Martins; Urbano, Alexandre [Orientador]; Cruz, Térsio Guilherme de Souza; Silva, Marco Aurélio Toledo da; Dall'Antonia, Luiz Henrique; Scarminio, JairResumo: Neste trabalho foram depositados filmes finos de óxido de titânio pela técnica DC reactive magnetron sputtering sob várias pressões parciais de oxigênio (PO2), entre e 6 x 1-4 mbar, buscando avaliar a composição elementar, propriedades ópticas e comportamento eletroquímico, antes e após intervalos de ciclagem As amostras obtidas foram submetidas às caracterizações pelas técnicas de IBA, FTIR, DRX, espectroscopia óptica em UV-vis e ensaios opto-eletroquímicos, tais como: voltametria cíclica, cronopotenciometria-cronoamperometria em 632,8 nm, espectroeletroquímica, GITT e ciclagem eletroquímica Para cada intervalo de 25 ciclos foram refeitos os ensaios opto-eletroquímicos, exceto GITT Os resultados de IBA mostraram que as amostras são formadas basicamente de átomos de titânio e oxigênio, apresentando hidrogênio e carbono Esses elementos também foram caracterizados por FTIR, mostrando estiramentos O-H e C-H A partir desses resultados foi construído um modelo para se estimar a estequiometria dos filmes Assim, foi possível concluir que a quantidade absoluta de hidrogênio está diretamente relacionada à pressão parcial de oxigênio Desse modo, o aumento de PO2 conduz a formação de um filme de óxido de titânio com uma estequiometria em torno de TiO2 Os difratogramas de raios X mostraram que os filmes são amorfos Um único pico foi observado para as amostras depositadas com PO2 de e 1 x 1-4 mbar, referentes ao TiO,5 e TiO1,5, condizente com o modelo proposto Na caracterização óptica observou-se que as amostras apresentaram-se opacas quando depositadas com PO2 de a 2 x 1-4 mbar, enquanto que as amostras depositadas entre 3 e 6 x 1-4 mbar mostraram ser transparentes O aspecto opaco das amostras depositadas com baixa PO2 se deve à grande quantidade de hidrogênio na sua estrutura Para as amostras transparentes o índice de refração foi de aproximadamente 2,2 e a energia de gap variou em torno de 3 eV O coeficiente de difusão das amostras apresentaram valores condizentes com os encontrados na literatura Com os resultados obtidos antes e após os experimentos da ciclagem percebeu-se que os filmes apresentaram propriedades eletrocrômicas satisfatórias, mostrando que mesmo após 1 ciclos, a eficiência eletrocrômica possui valores próximos da literatura De modo geral, o filme depositado em 4 x 1-4 mbar foi o que apresentou maior contraste óptico e a maior capacidade de carga Observou-se, ainda, que o desempenho opto-eletroquímico dos filmes não mantém um padrão no decorrer da ciclagem eletroquímica, possivelmente devido ao fato do filme ser amorfo e possibilitar uma alteração na sua estrutura e na disponibilidade de sítios e/ou caminho de difusão de íons de lítioItem A inflação do gás de Chaplygin generalizado com viscosidadeSilva, Luis Gustavo Tomaz; Pereira, Thiago dos Santos [Orientador]; Bienzobaz, Paula Fernanda; Martins, Christiane Frigerio; Gonçalves, Antônio Edson; Baldiotti, Mário César; Elizalde, Emilio [Coorientador]Resumo: A proposta do trabalho é analisar um modelo geral de um fluido imperfeito para reproduzir a aceleração cósmica observada atualmente O modelo de um fluido do tipo gás de Chaplygin generalizado com viscosidade foi estudado Os parâmetros do modelo inflacionário foram ajustados a fim de reproduzir os dados mais recentes da sonda Planck A influência do termo de gás de Chaplygin no modelo é discutida As condições de rolagem lenta e o teste para a saída do estágio inflacionário do universo foram aplicados para determinar os intervalos admissíveis dos parâmetros do fluidoItem Análise por TXRF de suco de laranja in natura e pasteurizadoMilani, Thiago Elias; Andrello, Avacir Casanova [Orientador]; Appoloni, Carlos Roberto; Marques, Leonardo Carmezini; Melquiades, Fábio Luiz; Lopes, FábioResumo: O presente trabalho desenvolvido no LFNA (Laboratório de Física Nuclear Aplicada), da Universidade Estadual de Londrina, trata da aplicação da técnica de fluorescência de raios X por reflexão total em amostras de suco de laranja in natura e pasteurizado, além de defensivos agrícolas, a fim de caracterizá-los quanto à concentração elementar O sistema utilizado para as análises de TXRF foi o S2 Picofox da Bruker SA Ele é composto por um espectrômetro e um notebook Para a primeira etapa, foram analisadas amostras de suco de laranja in natura provenientes das áreas comerciais e rurais da cidade de Itápolis-SP e Londrina-PR, sucos pasteurizados de três marcas comerciais diferentes e quatro defensivos agrícolas Na segunda etapa de medidas foram analisadas 1 amostras de suco de laranja da zona rural da cidade de Itápolis, 4 amostras de suco de laranja in natura fornecidas por uma indústria de sucos pasteurizados, 4 amostras de suco pasteurizados fornecido por essa mesma empresa, 6 amostras de sumo da casca de laranjas coletadas na zona rural de Itápolis e o defensivo propargito diluído em água deionizada Não é possível afirmar, levando-se em conta o limite de detecção do equipamento utilizado, que os elementos micro-contaminantes presentes nas amostras de suco de laranja analisadas são provenientes de defensivos agrícolas O elemento chumbo foi detectado nas amostras de laranja in natura provenientes da zona rural de Londrina, mesmo estas não sendo cultivadas com o auxílio de defensivos O que evidencia uma possível contaminação do solo Foi detectada a presença de alumínio nas amostras de suco de laranja pasteurizado, o que caracteriza a influência da embalagem de armazenamento na composição elementar do produto A concentração elementar das amostras coletadas na indústria de sucos anteriormente e posteriormente ao processo de pasteurização estão em concordânciaItem Universalidade da fase esméticaAmaral, Ricardo Alexandre; Simões Filho, Manuel [Orientador]; Yamaguti, Kleber Eiti; Kimura, Newller Marcelo; Pazetti, Márcio; Braga, Wladimir SérgioResumo: Ao longo dos últimos anos uma grande quantidade dados experimentais de diferentes fontes vem sido reunidos e analisados para mostrar que as curvas de parâmetro de ordem dos nemáticos podem ser essencialmente reduzidas a uma única e universal curva de estados correspondentes Dados experimentais relacionados a um grande conjunto de compostos nemáticos tem sido linearmente reescalados e apontam que todas elas coalescem em uma curva única O fato inovador acerca dos cristais líquidos nemáticos é que o comportamento universal não é restrito na vizinhança de um ponto crítico, como tipicamente esperado para um fenômeno crítico, mas abrange todo o domínio da fase nemática, isto é da temperatura da transição nemático cristalino até a nemático isotrópico O objetivo desta tese é estudar os fundamentos da mecânica estatística relacionados a este comportamento universal e mostrar que esta propriedade é uma consequência da parte angular do potencial de interação entre duas partículas que integram um material líquido cristalino Iremos demonstrar que o comportamento apresentado exibe evidências que também podem ser encontradas na fase esmética-AItem Determinação da composição química de materiais através de imagens microtomográficasJussiani, Eduardo Inocente; Appoloni, Carlos Roberto [Orientador]; Nogueira, Liebert Parreiras; Rizzutto, Márcia de Almeida; Melquiades, Fábio Luiz; Andrello, Avacir Casanova; Reis, Paulo José dos [Coorientador]Resumo: A microtomografia de raios X é uma metodologia que, através de imagens digitais, permite uma visualização 3D da estrutura interna de amostras Recentemente, diferentes métodos na tentativa de se determinar a composição química de materiais têm sido realizados Neste trabalho propomos um novo método experimental para a determinação da composição química de amostras, usando, para isso, amostras de composição conhecida Esse método relaciona o tom de cinza médio, obtido nas imagens microtomográficas, com a densidade e número atômico efetivo do material Dois conjuntos de amostras-padrões foram usadas para testar o modelo usando dois microtomógrafos SkyScan-Bruker, modelos 1172 e 1173 Testes variando os parâmetros de aquisição e reconstruções foram realizadas e não houve mudanças significativas nos resultados, mostrando, assim, a robustez do método Um conjunto de amostras de rochas e outro contendo nylon, grafite, carbonato de cálcio (CaCO3) e alumínio foram testadas e os resultados experimentais, obtidos pelo método, foram coerentes com os valores teóricos Também foram testadas amostras de interesses na área da petrografia, como halita, gipsita, goethita e hematita Para esses casos, os resultados obtidos pelo modelo concordaram com os valores teóricos para amostras em póItem Estudo do processo de polimerização de materiais resinosos odontológicos com ressonância magnéticaVicentin, Bruno Luiz Santana; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Fontes, Adriana da Silva; Contreras, Edwin Fernando Ruiz; Grama Hoeppner, Márcio; Piccinato, Marilene TuriniResumo: Investigamos o processo de polimerização de materiais resinosos utilizados na restauração odontológica, assim como a influência de um pino de fibra de vidro translúcido no grau de polimerização em diferentes profundidades da restauração Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e simulações computacionais de espectros em bandas-X, -Q e -W permitiram identificar os radicais livres responsáveis pela reação de polimerização da resina fotopolimerizável Z1 (3M ESPE, Campinas, SP, Brasil) e do cimento resinoso dual AllCem (FGM, Joinville, SC, Brasil), revelando que embora os iniciadores e aceleradores são distintos, os radicais livres de propagação são os mesmos A técnica de RPE associada à Exploração de Superfícies por Ressonância Magnética Nuclear (NMR-MOUSE) permitiu determinar um modelo para o processo de polimerização do cimento resinoso dual levando em conta os dois protocolos de iniciação do cimento: fotopolimerização e autopolimerização Notadamente existe diferença no tempo de iniciação e tempo necessário para conversão total de monômeros em polímeros entre os protocolos, assim como dependência da taxa de conversão com a profundidade na amostra para o caso de fotopolimerização Para ambos os casos foi determinada a cinética da reação de polimerização por adição de radicais livres A influência do pino de fibra de vidro translúcido WhitePost DC (FGM, Joinville, SC, Brasil) na polimerização de um cimento resinoso dual foi estudada avaliando a concentração de radicais livres por RPE em diferentes profundidades de amostras de pino cimentado em um conduto simulado Os resultados mostram que o pino tem real influência apenas nos primeiros 8 mm de profundidade da restauração, não sendo capaz de fotopolimerizar pontos mais profundos da restauração Mostra-se que a configuração cilíndrica é capaz de aumentar o grau de conversão em profundidades maiores que a configuração cônicaItem Análise de cerâmicas de quatro sítios arqueológicos (MA e SP) por seis métodos analíticos atômicos, moleculares e nuclearIkeoka, Renato Akio; Appoloni, Carlos Roberto [Orientador]; Added, Nemitala; Parreira, Paulo Sérgio; Andrello, Avacir Casanova; Lopes, FábioResumo: O estudo do patrimônio cultural de povos antigos é essencial para a construção da memória de qualquer sociedade Esse conhecimento pode ser adquirido por pesquisas arqueológicas Dentre esses materiais, as cerâmicas são destacadas como objetos de alto valor arqueológico, porque são extremamente resistentes às condições climáticas e ambientais Este trabalho trata da análise arqueométrica de fragmentos cerâmicos oriundos de escavações arqueológicas realizadas nos Sambaquis do Bacanga e Panaquatira, e Rabo de Porco localizado no Maranhão, e Água Limpa localizado em São Paulo Os fragmentos cerâmicos foram analisados utilizando as técnicas Fluorescência de Raios X por Dispersão em Energia (EDXRF), Emissão de Raios X Induzidos por Partículas (PIXE), Espectroscopia Mössbauer (EM), Difração de Raios X (XRD), Radiografia Digital (RD) e Espectroscopia Raman (ER) Os objetivos do trabalho são: verificar os elementos químicos que compõem a pasta cerâmica dos fragmentos; utilizar a análise de estatística multivariada para verificar a similaridade entre os fragmentos de mesma estratigrafia e de estratigrafias diferentes através de sua composição química elementar; caracterizar a composição mineralógica da pasta cerâmica dos fragmentos; concluir sobre a temperatura e atmosfera de queima; e estrutura interna dos fragmentos cerâmicos Através das análises por espectroscopia Raman, Mössbauer e DRX, determinou-se o intervalo para a temperatura de queima de 8 oC – 1 oC A presença do Fe3+ e do Fe2+, sugerem que diferentes atmosferas prevaleceram durante a queima das amostras estudadas Pelas análises por Radiografia Digital possibilitou a quantificação dos temperos dos mesmos, indicando diferenças nas técnicas de manufatura dos fragmentos dos diferentes sítios Pelas análises por PIXE, EDXRF e Estatística Multivariada, agrupou-se os fragmentos dos quatro sítios arqueológicos em três, o primeiro é composto pelas amostras dos Sambaquis do Bacanga e Panaquatira, o segundo é composto pelas amostras de Água Limpa, e o terceiro é composto pelas amostras do Rabo de Porco Indicando que cada grupo de fragmentos foi manufaturado com argila diferente, e que os fragmentos de SB e SP são provenientes de uma mesma fonte de argilaItem Invariantes geométricos da fase nemática e o cálculo da elasticidadeTovar Pabon, Davincy Andres; Simões Filho, Manuel [Orientador]; Urbano, Alexandre; Yamaguti, Kleber Eiti; Amorin, Luis Henrique Cardozo; Santos, Oscar Rodrigues dosResumo: O estudo de possíveis deformações em uma amostra de cristal líquido nos fornece informação muito atraente para a análise do mesmo Quando essa superfície da amostra é distorcida mostra que sua curvatura intrínseca R é não nula e por conseguinte seu energia livre é não nula também Os resultados obtidos pela curvatura intrínseca R nos gera soluções importantes que ajudam na interpretação da física na superfície da amostra, mas precisamos conhecer toda a informação que está contida no sistema, i, e, a contribuição da curvatura extrínseca G É proposto um modelo em onde a energia livre de Frank é calculada a parir das iterações das distorções dos parâmetros de ordem nas vizinhanças das moléculas mesógenas Para atingir o objetivo, consideramos uma função F(r, x, z), onde r é a posição da molécula mesógena em um ponto inicial no bulk, x a distância entre as moléculas e z está definida como uma contração total dos parâmetros de ordem Qij(r) com Qij(r+x), e que é independente do sistema de referência Resulta dessa análise uma discussão que coloca em evidência a interpretação geométrica dos termos elásticos k11, k22 e k33 Além disso, encontramos outro resultado interessante, que é o termo twist, cujo vínculo é associado com os tipos de curvaturas que determinam a superfície da amostra Concluindo desta forma que os termos identificados são os correspondentes à curvatura extrínseca GItem Composição multiescalar da rede porosa de rochas carbonáticasNagata, Rodrigo; Appoloni, Carlos Roberto [Orientador]; Andrello, Avacir Casanova; Oliveira Junior, José Martins de; Reis, Paulo José dos; Surmas, RodrigoResumo: Este trabalho propõe um novo modelo para compor as escalas da rede porosa de rochas carbonáticas Quatro amostras (Desert Pink, Dolomite, Indiana e Winterset) foram medidas pela microtomografia de raios X com diferentes resoluções espaciais (9 µm, 13 µm, 5 µm, ~1 µm, 65 nm) Os resultados das medidas foram utilizados para calcular a porosidade total e a distribuição de tamanhos de poros das amostras O modelo usa esses resultados para determinar o número de objetos (e seus tamanhos) medidos em cada escala e os projeta para o maior volume utilizado, permitindo que seja feita uma comparação direta dos resultados Os resultados de porosidade calculados pelo modelo multiescala foram comparados com resultados obtidos pela técnica de porosimetria por injeção de mercúrio, mostrando boa concordância para duas das quatro amostras Também foi apresentada uma nova abordagem, baseada no modelo multiescala proposto, para determinar se subvolumes das imagens microtomográficas eram representativos para o volume total Os subvolumes considerados representativos foram utilizados no modelo multiescala gerando bons resultadosItem q-Séries e funções espectrais de geometria hiperbólica com aplicações em teoria topológica de camposLuna, Rodrigo Moreno; Bytsenko, Andrei Aleksandrovich [Orientador]; Bruzzo, Ugo; Helayël Neto, José Abdala; Gonçalves, Maria Emília Xavier; Gonçalves, Antônio EdsonResumo: Esse trabalho mostra como as funções espectrais de geometria hiperbólica associadas à q-séries podem ser empregadas em alguns modelos físicos Mostra-se que identidades combinatoriais, importantes para a teoria física, podem ser obtidas a partir de complexos de álgebras de Lie Vê-se também que para a gravidade AdS3 o caráter formal do Vir-module está ligado à funções partição one-loop Evidencia-se a ligação existente entre funções geradoras quânticas e funções espectrais de Selberg-Patterson E, por ?m, com o auxílio das q-séries reescreve-se as funções partição para branas lagrangeanas, stack de branas, assim como determina-se a forma generalizada (da função partição) para dois casos de variedades Calabi-Yau tóricas em termos das funções de RuelleItem Estudo das propriedades ópticas e dos processos fotofísicos em blendas poliméricas de PFO-DMP:P3HTFranchello, Flavio; Duarte, José Leonil [Orientador]; Laureto, Edson; Lourenço, Sidney Alves; Cury, Luiz Alberto; Alves, NeryResumo: As propriedades ópticas e morfológicas e os processos fotofísicos em blendas de PFO-DMP:P3HT, com diferentes concentrações de P3HT (5, 1 e 2%), foram investigadas utilizando as seguintes técnicas experimentais: absorção UV-Vis, fotoluminescência, elipsometria de emissão, medida de tempo de vida de fluorescência e microscopia confocal de fluorescência No espectro de fotoluminescência das blendas, quando as moléculas doadoras são excitadas, foi observada a emissão do PFO-DMP (doador) e do P3HT (aceitador), e também uma banda com energia intermediária à emissão de cada um dos polímeros Essa banda de energia intermediaria foi atribuída à emissão do exciplex (por transferência de carga) formado na interface dos domínios de PFO-DMP e P3HT Para explicar a possibilidade de formação inesperada do exciplex em uma interface do tipo I, foi proposto um modelo que considera a formação de uma barreira de potencial em uma das bandas de energia na interface doador/aceitador Essa barreira de potencial poderia quebrar o exciton formado no lado do doador, aprisionado um dos portadores, permitindo assim a formação do exciplex Essa barreira poderia surgir através do entortamento das bandas na interface, como é comumente observado em materiais inorgânicos Essa hipótese do entortamento de banda é consistente com o que foi observado em trabalhos recentes que relatam esse fenômeno em interfaces orgânica/orgânica Esse modelo é consistente com todas as medidas e análises realizadas, permitindo assim uma explicação para as mudanças dos parâmetros fotofísicos acarretados pela variação da concentração de P3HT na blenda Além disso, a emissão total obtida, que consiste na emissão do PFO-DMP, P3HT e da banda atribuída ao exciplex, cobre toda a região espectral do visível, o que torna essas blendas candidatas a investigações de aplicação em OLEDs brancos para iluminaçãoItem Estudo de misturas de pigmentos de interesse arqueométrico pelas espectroscopias Raman e EDXRFBruno, Madson Albertini; Appoloni, Carlos Roberto [Orientador]; Rizzutto, Márcia de Almeida; Melquiades, Fábio; Rizzo, Márcia de Mathias; Jussiani, Eduardo Inocente; Santana, Henrique de [Coorientador]Resumo: Neste trabalho, objetivou-se realizar medidas de ultravioleta no visível (UV-Vis), de espectroscopia Raman (ER) e de fluorescência de Raios X por dispersão de energia (EDXRF) em amostras puras e de misturas binárias e ternárias, utilizando um tipo específico de tinta, a guache, a fim de quantificá-las Neste sentido, foram preparadas cerca de 19 amostras, no total, sendo 15 amostras de misturas com plantel de 17 tintas selecionadas Destas 17 tintas puras, 11 eram de qualidade profissional e 6 eram de qualidade comercial Das 15 amostras de misturas, 1 foram preparadas com tintas profissionais, sendo 8 amostras binárias e 2 ternárias As demais 5 amostras de misturas utilizadas foram de qualidade comercial, sendo 4 misturas binárias e 1 ternária Objetivou-se, também, analisar 3 obras de arte, feitas com o uso de tinta guache, de autores renomados no mundo da arte, que fazem parte do acervo permanente do Museu de Artes da cidade de São Paulo (MASP), a fim de realizar a caracterização dos pigmentos utilizados na produção destas Assim, no que tange as medidas feitas no UV-Vis, de ER e de EDXRF, estas foram realizadas em 3 diferentes laboratórios da Universidade Estadual de Londrina, a saber, o Laboratório de Física Nuclear Aplicada, o Laboratório de Espectroscopia e o Laboratório de Análises de Raios X Com relação à análise das obras de arte utilizadas neste trabalho, as medidas destas foram realizadas no MASP Para todos os espectros Raman obtidos, utilizou-se a ferramenta baseline, fornecida nos softwares NuSpec As técnicas de análises de componentes principais (PCA), análises de agrupamentos por métodos hierárquicos (HCA) e regressão pelo método dos quadrados mínimos parciais (PLSR), foram feitas com o uso de um programa para se obter o resultado quantitativo das misturas Por fim, os resultados mostraram ser bem próximos dos valores das concentrações reais para cada mistura preparada, tanto utilizando os dados de Raman quanto os de EDXRF A utilização dos dados de EDXRF mostrou ser mais indicada para este método utilizado, pois, apresentou menores erros na validação de calibração dos dados Foi possível distinguir tintas com mesma coloração com a utilização da técnica de PCA com muito mais facilidade que a forma mais comum utilizada, à sobreposição espectral Também por PCA foi possível sugerir, em muitos casos de misturas, uma possível relação de proporção, pois, as posições das amostras ficaram separadamente ordenadas e próximas das amostras de tinta pura que compunham a mistura As três obras foram analisadas com espectroscopia Raman portátil e os resultados obtidos indica a presença de misturas de tintas Para as cores branca, vermelha e amarela, foi possível realizar indicações da caracterização dos pigmentos presentes na composição química das tintas Também foi realizado o procedimento indicado em um dos diagramas do trabalho para verificar a existência de tinta utilizadas nas obras, semelhantes as tintas selecionadas neste trabalhoItem Influência dos parâmetros de síntese nas propriedades eletrocrômicas de filmes finos de óxido de titânio depositados por DC reactive sputteringAmorin, Luís Henrique Cardozo; Urbano, Alexandre [Orientador]; Cava, Carlos Eduardo; Santana, Henrique de; Floriano, Ricardo; Cruz, Térsio Guilherme de SouzaResumo: Filmes finos de TiO2 são amplamente estudados devido às suas propriedades fotocatalíticas, eletrocrômicas e de armazenamento de energia As propriedades eletrocrômicas podem sofrer variações no decorrer dos ciclos de inserção e extração de íons da estrutura do material devido à alteração nessa estrutura Com o objetivo de investigar a correlação entre parâmetros de síntese e sua ciclabilidade eletrocrômica, a fim de encontrar o mais eficiente eletrodo eletrocrômico entre as amostras depositadas Neste trabalho os filmes finos de TiO2 foram depositados por pulverização reativa sob pressão parcial de oxigênio (PO2) variável ( – 7 x 1-4 mbar) e tratados termicamente a 4 ºC em fluxo de oxigênio durante 8 horas A difração de raios X antes e após a ciclagem eletroquímica das amostras foi realizada para identificar possíveis alterações na estrutura As suas propriedades eletrocrômicas foram investigadas pelas técnicas de voltametria cíclica, cronopotenciometria e cronoamperometria, com acompanhamento in situ da variação da transmitância óptica, e comparadas entre si a fim de se obter a reversibilidade dos parâmetros eletrocrômicos, tais como eficiência, contraste óptico e tempo de resposta As amostras depositadas com uma menor concentração de O2 apresentaram uma intercalação menor de íons em sua estrutura, além de serem mais susceptíveis a uma variação da estrutura cristalina no decorrer da ciclagem, sofrendo um maior desgaste conforme ocorreu a inserção e extração de íons de lítio repetidamente no material Devido a isso, uma das amostras apresentou desgrudamento do substrato durante a ciclagem As amostras depositadas com maior concentração de O2 mantiveram um efeito eletrocrômico acentuado após a ciclagem, mostrando assim, uma boa reversibilidade ao processo de carga e descarga Desse modo, a amostra depositada com 5 x 1-4 mbar é a que apresenta os parâmetros de deposição para se obter um eletrodo de dispositivo eletrocrômico, quase não tendo variado a sua quantidade de carga intercalada (de 37,4 mC para 36,6 mC) e aumentando a sua variação de transmitância óptica (de 68% para 74%) Esse aumento na variação da transmitância óptica e consequentemente na eficiência eletrocrômica desse material, provavelmente pode ser associada aos defeitos da estrutura do filme, alterando os estados de valência dos átomos de titânio, conforme a teoria de small-polaronItem Estudo do processo de polimerização e reatividade de radicais livres aprisionados em materiais odontológicosAmorim, Bruna Cristina; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Urbano, Alexandre; Valezi, Daniel Farinha; Carvalho, Gizilene Maria de; Piccinato, Marilene Turini; Vicentin, Bruno Luiz Santana [Coorientador]Resumo: Quando a polimerização de compósitos resinosos odontológicos é iniciada, seja pela fotoativação ou pela autoativação, muitos radicais livres são formados Contudo, devido à vitrificação de sistema, nem todos radicais participam da polimerização, ficando aprisionados na rede quando o material torna-se rígido Levando-se em conta a importância da eficiência de polimerização nas características finais dos materiais e a importância dos radicais livres como iniciadores de polimerização, este trabalho tem como proposta estudar as propriedades relativas à polimerização em duas etapas Para a primeira etapa, foram realizadas medidas de Espectroscopia Vibracional no Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR, da sigla em inglês) para calcular o grau de conversão de monômeros em polímeros e medidas de Microtomografia Computadorizada (µ-CT) para determinar a contração de polimerização e o perfil de porosidade dos compósitos estudados Para a segunda etapa, considerando que as estruturas moleculares dos radicais aprisionados têm sido determinadas (estes radicais são chamados por alguns autores de radical propagante e radical alílico), foi proposto um método para estimar seus tempos de meia vida separadamente Para tanto, utilizou-se Espectroscopia por Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) em banda -X e simulações computacionais para reproduzir o sinal do espectro Por serem amplamente utilizadas em suas respectivas aplicações, foram escolhidas duas marcas comercias: a resina Filtek Z35 – 3M ESPE e o cimento resinoso dual Allcem – FGM O processo de polimerização da resina se inicia através de irradiação luminosa (fotoativação), contudo o cimento possui dois modos de ativação (fotoativação e autoativação) Assim, foi avaliada a influência da composição nas propriedades estudadas (comparando-se a resina fotoativada e o cimento fotoativado) e a influência do método de ativação (comparando-se o cimento fotoativado e o cimento autoativado) Os resultados deste trabalho demostram que o grau de conversão depende tanto da composição quanto do método de ativação, enquanto que a porosidade é uma característica da composição do material Não foram observadas diferenças de contração de polimerização em virtude dos dois modos de ativação do cimento Por outro lado, observaram-se diferenças de contração de polimerização em decorrência da composição comparando-se a resina fotoativada e o cimento fotoativado Com relação ao método proposto para determinar os tempos de meia vida dos radicais, obteve-se que radical alílico é aproximadamente duas vezes mais estável que o radical propagante, independentemente da composição ou método de ativação, indicando que a reatividade relativa dos radicais no compósito polimerizado não é influenciada por estes fatoresItem Caracterização não destrutiva de material cerâmico e de tecidos de culturas antigas da bolívia por PXRF e espectroscopia Raman portátilTicona, Jorge Lisme; Appoloni, Carlos Roberto [Orientador]; Melquiades, Fábio Luiz; Lopes, Fábio; Parreira, Paulo Sérgio; Ikeoka, Renato AkioResumo: Neste trabalho foram analisados vasos e fragmentos cerâmicos pertencentes aos sítios arqueológicos de Tiwanaku, Achocalla, Ilha do Sol e Pariti localizados na Bolívia As amostras de cerâmica foram medidas pela técnica de florescência de raios X por dispersão em energia (PXRF) Foram identificados os elementos químicos que estão presentes nas faces convexa, côncava e na pasta cerâmica nas amostras Os resultados das análises utilizando a estatística multivariada (PCA e HCA) mostraram a formação de três grupos principais compostos pelas amostras subaquáticas da Ilha do Sol, Tiwanaku e Achocalla, indicando que essas amostras foram manufaturadas com argila de três fontes diferentes Um fragmento de Pariti e três fragmentos de Achocalla foram medidos pela técnica de micro florescência de raios X As análises das imagens bidimensionais nas suas faces convexas desses fragmentos mostraram que as regiões de cores marrom, preta e branca têm altas concentrações dos elementos ferro, manganês e cálcio, respectivamente Utilizando o espectrômetro Raman com duplo comprimento de onda foram analisadas amostras de tecidos pré-colombianos pertencentes à coleção do Museu de Arqueologia e Etnologia (MAE) no Brasil Os espectros Raman medidos in situ mostraram bandas largas com baixa relação sinal-ruído, indicando que, neste caso, o espectrômetro não foi adequado para obter informação molecular dos corantes aplicados nas fibras As dificuldades para obter uma resposta espectral com alta relação sinal-ruído possivelmente foram causadas devido à mistura de corantes aplicados nas fibras como mostrado nas imagens microscópicas e à presença de produtos de degradação nos tecidos, os quais interferem fortemente o sinal Raman